DOI: http://dx.doi.org/10.5007/1980-0037.2012v14n1p41
artigo original
RBCDH
DOI: http://dx.doi.org/10.5007/1980-0037.2012v14n1p41artigo original
RBCDH
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CC
Parâmetros cinéticos determinantes do
desempenho nos saltos verticais
Kinetic parameters as determinants of vertical jump
performance
Juliano Dal Pupo1 Daniele Detanico1 Saray Giovana dos Santos1
Resumo– Este estudo objetivou identiicar parâmetros de força e velocidade relacionados com o desempenho nos saltos verticais (SV) Counter Movement Jump (CMJ) e Squat Jump
(SJ); comparar estes parâmetros entre corredores velocistas e voleibolistas. Participaram 24 atletas do sexo masculino (12 velocistas de nível estadual/nacional e 12 voleibolistas de nível nacional). Os atletas realizaram os SV CMJ e SJ sobre uma plataforma de força, sendo analisadas variáveis de desempenho (altura do salto e potência), pico de velocidade (PV), força máxima (Fmax) absoluta e relativa, taxa de desenvolvimento de força (TDF) e tempo para atingir a força máxima (TFmax). No CMJ, a altura correlacionou-se com o PV (r=0,97) e com a Fmax normalizada (r=0,47), enquanto que a potência relacionou-se com todas as variáveis, exceto com a Fmax absoluta (r=0,12). No SJ, o PV e a Fmax nor-malizada correlacionaram-se com a altura obtida (r=0,95; r=0,51, respectivamente) e com a potência (r=0,80; r=0,87, respectivamente). Além disso, a TFmax também correlacionou--se com a potência (r=-0,49). Os velocistas apresentaram valores superiores nas variáveis de desempenho do salto (altura e potência), na Fmax e no PV, tanto no SJ como CMJ. Conclui-se que o pico de velocidade e a força máxima normalizada foram os principais determinantes da altura e da potência obtida em ambos os SV. Contudo, a força explosiva (TDF e TFmax) também mostrou-se importante na produção de potência nos SV. Por im, os velocistas apresentaram melhor desempenho nos SV em relação às voleibolistas.
Palavras-chave: Força; Potência; Performance.
Abstract–his study evaluated force and velocity parameters of vertical jump performance in countermovement jump (CMJ) and squat jump (SJ) and compared results for sprint runners and volleyball players. Twenty-four male athletes (12 regional/national-level sprint runners and 12 national-level volleyball players) performed CMJ and SJ on a force platform. he following variables were analyzed: jump performance (jump height and power), peak velocity (PV), absolute and relative maximum force (MF), rate of force development (RFD,) and time to reach maximum force (TMF). In CMJ, jump height was correlated with PV (r=0.97) and normalized MF (r=0.47), whereas jump power was signiicantly correlated with all variables, except MF (r=0.12). In SJ, PV and normalized MF were signiicantly correlated with jump height (r=0.95 and r=0.51) and power (r=0.80 and r=0.87). In addition, TMF was inversely correlated with power (r=-0.49). Runners had higher performance variables (height and power), normalized MF and PV than volleyball players in both CMJ and SJ. Velocity and maximum force were the main determinants of height and power in the two types of vertical jumps. However, explosive force (RFD and TMF) was also important for power production
1. Universidade Federal de Santa Catarina. Laboratório de Biomecâ-nica. Florianópolis, SC, Brasil.
Recebido em 31/08/10 Revisado em 14/02/11 Aprovado em 02/05/11
INTRODUÇÃO
O desempenho nos saltos verticais (SV) é considerado um dos melhores indicadores dos níveis de potência muscular produzido pelos músculos
dos membros inferiores1. Nesse sentido, o SV é um importante preditor de
desempenho em vários esportes que exigem ações explosivas, tais como as
corridas de velocidade e o voleibol2-5.
Do ponto de vista biomecânico, a potência é caracterizada como a taxa de realização de trabalho por unidade de tempo, mais especiicamente, o
produto da força pela velocidade. Conforme evidenciado por Hill6, existe
uma relação hiperbólica entre tais variáveis, necessitando, assim, uma combinação ótima de aplicação de força e velocidade para otimizar a po-tência produzida. A oscilação desta combinação de cargas dependerá das características do desportista e do tipo de treino realizado, no qual indi-víduos mais fortes e/ou mais lentos geralmente conseguem a sua potência
máxima em velocidade menor do que os mais rápidos7.
Em relação à força, estudos têm mostrado que muitas de suas carac-terísticas como o nível de força máxima (Fmax), o tempo para atingir a força máxima (TFmax) e a taxa de desenvolvimento de força (TDF) estão
relacionados com o desempenho nos SV8-10. A TDF, deinida como a taxa
de aumento de força em um dado intervalo de tempo, é considerada um importante parâmetro para mensurar o desempenho neuromuscular em
atletas de modalidades que utilizam contrações musculares explosivas8,11.
No âmbito esportivo, existem muitas modalidades ou, mais especiicamen-te, componentes técnicos que não utilizam em seus movimentos todo o potencial de força, sendo esta taxa de variação de força, conhecida como
força explosiva, considerada mais importante11.
Os parâmetros de força determinantes da potência de membros in-feriores têm sido relacionados com a performance nos SV, especialmente no Counter Movement Jump (CMJ) e no Squat Jump (SJ)5,10. No primeiro,
ocorre um movimento excêntrico dos músculos agonistas seguido de um concêntrico, no qual o desempenho no salto é atribuído, em grande parte, ao aproveitamento da energia elástica produzida no ciclo alongamento--encurtamento (CAE), enquanto que, no segundo, há apenas a fase de trabalho concêntrico, sendo o desempenho atribuído basicamente à
capa-cidade de recrutamento neural do atleta1. Em função de tais características
do CMJ e SJ, nos quais possivelmente os parâmetros de força e velocidade são solicitados de forma diferenciada, ocorre uma diferença na altura de
salto na ordem de 2-4 cm12.
com gestos motores diferenciados. Baseado nesses aspectos, este estudo
teve como objetivos:i) identiicar os parâmetros de força e velocidade
re-lacionados com o desempenho no CMJ e SJ; ii) comparar estes parâmetros entre corredores de velocidade e voleibolistas.
PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS
Sujeitos
Participaram deste estudo 24 atletas do sexo masculino, sendo 12 cor-redores de velocidade (idade: 21,2 ± 3,3 anos; massa corporal: 69,0 ± 5,6 kg; estatura:175,5 ± 6,5 cm; gordura: 8,3 ± 1,8%) e 12 voleibolistas (idade: 23,6 ± 4,1 anos; massa corporal: 85,5 ± 16,2 kg; estatura: 196,7 ± 12,8 cm; gordura: 9,9 ± 2,8%). Os corredores eram atletas federados no estado Santa Catarina, participantes de competições de nível estadual e nacional e os voleibolistas faziam parte de uma equipe proissional que participava da Super Liga Nacional de Voleibol.
Os atletas que participaram do estudo foram esclarecidos sobre os objetivos e os métodos da pesquisa, para então assinarem o Termo de Consentimento Livre e Esclarecido. O presente estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisas com Seres Humanos Universidade Federal de Santa Catarina, processo 073/2007.
Instrumentos e Procedimentos
Previamente à coleta de dados, os atletas realizaram um breve alongamento e aquecimento, seguido de um treinamento técnico especíico para os SV, a im de garantir a padronização do protocolo. Essa etapa compreendeu a realização de aproximadamente 5 a 6 CMJ e SJ, com intervalos de aproxi-madamente 1 min, sendo que a quantidade de saltos realizados dependeu do padrão motor (técnica do movimento) que cada sujeito apresentava. Na sequência, os atletas realizaram três tentativas dos saltos verticais CMJ e posteriormente três tentativas do SJ, com intervalo recuperativo de 2 min entre elas. Os SV foram realizados sobre uma plataforma de força
piezo-elétrica (Kistler®, Quattro Jump, 9290AD, Winterthur, Switzerland), que
mensura o componente vertical da força de reação do solo (FRS) em uma frequência de 500 Hz.
Protocolo do CMJ e SJ
reu-tilizada na subida (fase concêntrica). No SJ, o atleta realizou o salto a partir de uma posição estática com o ângulo do joelho em aproximadamente 90º, com o tronco o mais vertical possível e as mãos na cintura. O salto foi executado sem contra-movimento, ocorrendo somente a ação concêntrica dos músculos agonistas do movimento.
Análise dos dados
Os dados de FRS mensurados pela plataforma foram adquiridos por meio
do sotware Quatro Jump, Kistler. Na igura 1, estão ilustradas as curvas da
FRS, aceleração, velocidade e posição obtidas no CMJ. Estas mesmas curvas foram obtidas para o SJ, podendo também ser visualizadas pela igura 1, no entanto, o início do SJ deve ser considerado no instante “c”, devido a inexistência da fase excêntrica que antecede a concêntrica.
Figura 1. Representação dos parâmetros cinéticos obtidos no CMJ. (a) início do salto; (b) ponto em que a FRS é igual à força peso, neste instante a aceleração é zero e marca o ponto em que o saltador começa acelerar para cima; (c) início da fase concêntrica, caracterizada pelo momento em que a velocidade torna-se positiva; (d) a FRS é igual a força peso e o saltador obtém a máxima velocidade de subida; (e) instante de impulsão, a FRS é igual a zero; (f) o saltador está na altura máxima do salto, neste instante a velocidade é zero; (g) momento da aterrissagem (Adaptado de Linthorne13).
A partir dos dados obtidos, foram determinadas e identiicadas as seguintes variáveis:
a) Altura do salto: foi calculada usando o sotware Quattro Jump por meio
inicialmente, a curva de aceleração foi obtida (igura 1 - B) dividindo os valores de FRS pela massa corporal dos sujeitos, mensurada na própria plataforma. Subsequentemente, realizou-se uma integração trapezoidal da curva de aceleração obtendo-se a curva de velocidade (igura 1 - C). Esta última foi novamente integrada para obter o deslocamento do CM em cada instante do movimento, sendo o maior deslocamento vertical (igura 1 - D, instante f) considerado a altura de salto.
b) Potência: obtida a partir da multiplicação da FRS pela velocidade na
fase concêntrica do salto (c-e), sendo considerado para análise o valor médio da curva. O início da fase concêntrica foi identiicado, tanto no CMJ quanto no SJ, no momento em que a velocidade tornava-se positiva (igura 1 - C, instante c).
c) Força máxima (Fmax): identiicado como o maior valor obtido na fase
concêntrica do salto, expresso em termos absolutos (N) e normalizados
pela massa corporal elevada à potência 0,67 (m0,67)14.
d) Tempo para atingir a força máxima (TFmax), analisada na fase
con-cêntrica (c-e).
e) Taxa de desenvolvimento de força (TDF): foi considerada como a
in-clinação média da curva força-tempo no intervalo de tempo de 0-30 ms relativos ao início da fase concêntrica (c).
f) Pico de velocidade (PV): o maior valor identiicado na curva C
(ins-tante d), que ocorreu imediatamente antes da perda de contato do pé com o solo (e).
Tratamento Estatístico
Para análise dos dados, foi utilizada estatística descritiva e o teste de
Shapiro-Wilk para veriicar a normalidade dos dados, os quais foram con-siderados com distribuição normal para todas as variáveis. Além disso, a partir do teste de Levene veriicou-se que os grupos possuem homogenei-dade das variâncias para todas as variáveis analisadas, permitindo, assim, a utilização de estatística paramétrica. Posteriormente foi aplicado o teste “t” de Student para amostras independentes para comparar as variáveis entre os velocistas e voleibolistas e a correlação de Pearson para relacionar as variáveis obtidas nos SV. Adotou-se um nível de signiicância com p < 0,05.
RESULTADOS
Na tabela 1, estão apresentadas as relações dos parâmetros de desempenho no salto vertical (altura e potência) com as variáveis de força e velocidade obtidas no SJ e CMJ.
Na tabela 2, está apresentada a comparação das variáveis obtidas nos saltos verticais entre corredores de velocidade e voleibolistas.
Tabela 1. Correlação da altura do salto e potência com variáveis de força e velocidade no SJ e CMJ.
CMJ SJ
Altura Potência Altura Potência
TDF 0,13 0,44 * -0,04 0,34
Fmax 0,05 0,12 0,06 0,02
Fmax normalizada 0,47 * 0,88 ** 0,52 ** 0,76 **
TFmax -0,07 -0,46 * -0,07 -0,49 *
PV 0,97 ** 0,75 ** 0,95 ** 0,80 **
TDF: taxa de desenvolvimento de força; Fmax: força máxima; TFmax: tempo para atingir a força máxima; PV: pico de velocidade. * p<0,05; ** p<0,01
Tabela 2. Valores descritivos (média ± DP) dos parâmetros obtidos nos saltos verticais CMJ e SJ em corredores velocistas (COR) e voleibolistas (VOL).
CMJ SJ
COR VOL COR VOL
Altura (cm) 54,72 ± 5,46 * 48,38 ± 3,96 51,93 ± 4,81 † 45,30 ± 4,07
Potência (W.kg-1) 33,31 ± 4,99 * 27,95 ± 2,93 27,63 ± 3,28 † 22,59 ± 2,88
Fmax (N) 1842,49 ± 211,24 2045,15 ± 320,54 1806,48 ± 255,12 2032,23 ± 326,53
Fmax (N.kg-0,67) 24,67 ± 2,47 * 22,50 ± 2,33 25,49 ± 2,28 † 22,28 ± 1,71
TFmax (ms) 75 ± 40 79 ± 41 170 ± 70 202 ± 70
TDF (N.s-1) 2863,81 ± 2021,14 2880,56 ± 1212,01 5447,61 ± 2009,74 5311,11 ± 1669,79
PV (m.s-1) 3,04 ± 0,15 * 2,85 ± 0,13 2,93 ± 0,13 † 2,74 ± 0,14
TDF: taxa de desenvolvimento de força; Fmax: força máxima; TFmax: tempo para atingir a força máxima; PV: pico de velocidade, * diferença significativa das variáveis do CMJ entre os corredores e voleibolistas (p<0,05)
† diferença significativa das variáveis do SJ entre os corredores e voleibolistas (p<0,05)
De acordo com os resultados apresentados na tabela 2, veriicou-se que o desempenho (altura do salto e potência) tanto no CMJ quanto no SJ foram superiores nos velocistas em comparação aos voleibolistas. Dentre os parâmetros explicativos de força e velocidade, a Fmax relativa e o PV também mostraram-se superiores nos corredores de velocidade, em ambos SV analisados.
DISCUSSÃO
Referindo-se, inicialmente, ao primeiro objetivo deste estudo, veriicou-se que a altura do salto no CMJ e no SJ, considerada a principal indicadora de desempenho, foi relacionada com o PV e com Fmax normalizada. Em estudos prévios com outras modalidades esportivas, já havia sido
eviden-ciado que a Fmax é determinante na altura do SJ e CMJ5,9,10,15 assim como
o PV no CMJ16.
excêntrico--concêntrico é o ciclo alongamento-encurtamento. Neste, as estruturas elásticas dos músculos agonistas no CMJ são alongadas durante a fase de descida, ocorrendo acúmulo de energia elástica que poderá ser
reu-tilizada na subida (fase concêntrica)17, contribuindo para o desempenho
no SV. Segundo Ugrinowitsch et al.15, a amplitude do contra-movimento
utilizada pelo atleta é determinante para a eiciência do ciclo alongamento--encurtamento e, consequentemente, na altura do CMJ.
Além da energia elástica, outros mecanismos ocorridos com o contra--movimento podem estar contribuindo para que o PV e a Fmax sejam os principais determinantes da altura obtida no CMJ. Conforme descrito por
Bobbert e Casius12, o alongamento muscular na fase excêntrica ativa as
respostas neurais, aumentando a estimulação muscular na fase concêntrica. Isso permite aos músculos construir um estado ativo de pré-contração, no qual há uma alta fração de pontes cruzadas formadas e possibilita uma re-lação comprimento-tensão adequada para geração de impulso. Além disso,
uma rápida transição entre as fases concêntrica-excêntrica18 e o stifness
tendíneo19 podem contribuir para gerar velocidade e consequentemente,
para o desempenho no CMJ.
A altura obtida no SJ também foi relacionada com o PV, no entanto, neste salto não ocorre contra-movimento ou fase excêntrica, somente a ação
mus-cular da fase concêntrica do movimento1. Nesse sentido, a velocidade gerada
e, consequentemente, a altura obtida é atribuída basicamente à capacidade
de recrutamento neural do atleta20, sem a contribuição dos mecanismos
descritos acima que se fazem presentes em movimentos com fase excêntrica. No entanto, a Fmax normalizada também foi correlacionada com a altura no SJ, o que indica que neste salto o desempenho foi determinado tanto pela velocidade quanto pela força máxima. O fato da Fmax ser determinante neste tipo de movimento pode ser explicado em função do indivíduo partir de uma posição estática e semiagachada, sendo necessário aplicar mais força para poder acelerar o corpo. Esse achado corrobora os resultados de estudos prévios que veriicaram relações entre força isométrica máxima e dinâmica
com o desempenho no SJ8,5,10, mostrando que atletas com maiores níveis de
força máxima apresentam desempenhos superiores no SJ.
Em relação à potência obtida nos SV, considerada como outro indicador de desempenho, a mesma é determinada pela razão do trabalho realizado e
o tempo em que é executado o movimento (P=W.t-1). Se o trabalho é igual
ao produto da força pela distância e o quociente da distância pelo tempo é a velocidade, então, pode-se resumir que a potência é igual ao produto da força pela velocidade (P=F.V), ou seja, a força que um segmento do corpo
pode produzir pela velocidade desse segmento7. No presente estudo, este
fato pode ser ratiicado a partir das correlações signiicativas encontradas da força normalizada e da velocidade com a potência no CMJ e SJ.
O nível de potência produzida é dependente da relação entre
força--velocidade, evidenciada a partir das investigações realizadas por Hill6, que
nessa teoria, quanto mais elevada é a carga a vencer, mais força tem que ser produzida pelos componentes contráteis dos músculos e menor será a velocidade de encurtamento destas estruturas e do segmento a ser movido.
De acordo com Bosco21, a razão primária para tal fenômeno parece ser a
perda da tensão no momento em que as pontes de actina-miosina se rom-pem no interior do componente contrátil, reconstituindo-se em condições de repouso. O segundo motivo é constituído pela viscosidade presente tanto no componente contrátil quanto no tecido conjuntivo.
A potência nos SV não depende apenas da Fmax, mas também de outras características associadas com a força, como a TDF e o TFmax, conforme resultados observados no presente estudo. Nesse sentido, veriica-se que o tempo para atingir a força máxima e a taxa de desenvolvimento de força são
importantes aspectos para produção de potência5,22. A TDF tem sido um
dos índices mais utilizados para representar a força explosiva, sendo
calcu-lado pela inclinação média da curva força-tempo11. Este índice apresentou
correlação signiicativa apenas com a potência obtida no CMJ, onde houve maior inclinação da curva força-tempo quando comparada à curva do SJ.
Segundo Corvino et al.11, esta relação é mais evidente em condições de
contra--movimento, onde ocorre o CAE, possibilitando maior velocidade e variação de força em um menor espaço de tempo. Por outro lado, o TFmax, também considerado um indicador de força explosiva, foi correlacionado tanto com o CMJ quanto com o SJ, o que indica que atletas que atingem a força máxima antes apresentam maior potência nos SV, independente da fase excêntrica.
Apesar de realizarem ações motoras diferentes, tanto os velocistas quanto os voleibolistas necessitam de altos níveis de potência, o que per-mitirá aos primeiros deslocarem-se no menor tempo possível até o inal de uma corrida, enquanto que para o segundo grupo o importante é o deslocamento vertical para realizar ações de jogo como ataques e bloqueios. Nesse sentido, o segundo objetivo deste estudo foi comparar o desempenho e os parâmetros de força e velocidade obtidos nos saltos SJ e CMJ entre corredores de velocidade e voleibolistas. Foi observado que o desempenho (altura do salto e potência) em ambos os saltos foi maior nos corredores. Entre as variáveis explicativas do desempenho analisadas, observou-se que os velocistas apresentaram valores superiores de força máxima normalizada e no pico de velocidade, tanto no CMJ quanto no SJ.
Os resultados do presente estudo corroboram, em partes, os achados de
Kollias et al.23, que veriicaram que corredores de velocidade apresentaram
maiores valores de força máxima e velocidade nos SV quando compara-dos com voleibolistas, futebolistas e jogadores de basquete. Contudo, ao
contrário do presente estudo, Kollias et al.23 também veriicaram que os
corredores apresentam valores superiores nos parâmetros de força explosiva (taxa de desenvolvimento de força e tempo para alcançar a força máxima)
em relação aos demais esportes. Em adição, Ugrinowitsch et al.15
Tais parâmetros de força e velocidade determinantes nos SV são
de-pendentes de fatores de natureza estrutural, mecânica e funcional19,24. Um
destes fatores que pode explicar, em parte, as diferenças entre tais atletas é a carga genética, mais especiicamente, a composição das ibras musculares.
Isso foi evidenciado a partir de um estudo24 em que foi analisado o
desem-penho no SJ em um grupo de indivíduos com percentual de ibras rápidas >60% e em outro <40%, quantiicado por meio de análise histológica do músculo vasto lateral. Veriicou-se que a altura no SJ do primeiro grupo (36,7 cm) foi superior ao segundo (33,8 cm) e, além disso, o grupo com maior percentual de ibras rápidas conseguiu aplicar mais força em menor espaço de tempo, o que possibilitou gerar maiores níveis de potência. A inluência da composição das ibras no desempenho nos SV também foi
evidenciada a partir de resultados de demais estudos25,26 que relataram que
indivíduos com maior proporção de ibras rápidas têm a capacidade de gerar maiores níveis de força em um curto espaço de tempo na fase excêntrica dos movimentos, a exemplo do CMJ.
As características do treinamento de tais esportes também podem
explicar as diferenças encontradas23. O modo de exercício utilizado por
corredores velocistas para ins neuromusculares é realizado tanto na forma de sprints curtos quanto multi-saltos (geralmente pliométricos), sendo
ambos considerados eicientes para o aumento nos níveis de potência27.
Tendo em vista que voleibolistas utilizam basicamente treinamento com
multi-saltos para potência muscular28, dessa forma, os sprints poderiam ser
os determinantes para gerar maior força, velocidade e consequentemente,
maior desempenho nos SV29. Kollias et al.23 também atribuíram ao
trei-namento especíico de sprints curtos (10-30 m) a maior força e potência
de velocistas nos saltos verticais quando comparados a atletas de demais esportes avaliados. Ainda, está descrito que a combinação da pliometria com treinamento de força é mais efetivo para o desempenho nos SV
quan-do comparaquan-do com o treinamento pliométrico isolaquan-do15. Com base nestes
dados, pode-se sugerir aos preparadores físicos da modalidade voleibol que
sejam contempladas sessões de sprints em combinação com os multi-saltos
e pliometria, a im de aumentar o desempenho nos SV.
Uma das principais limitações deste estudo foi a falta de controle da carga genética dos atletas, mais especiicamente, no tipo de ibra muscular,
tendo em vista que interfere diretamente no desempenho dos SV30. Além
disso, a utilização de outros métodos biomecânicos como a cinemetria e a eletromiograia poderia fornecer informações complementares neste estudo.
CONCLUSÃO
nos SV. Por im, velocistas apresentaram melhor desempenho nos SV em relação à voleibolistas, possivelmente, em função de inluência das carac-terísticas do treinamento.
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Endereço para correspondência
Saray Giovana dos Santos Universidade Federal de Santa Catarina Centro de Despostos
Programa de Pós-Graduação em Educação Física.
88040-900 – Florianópolis, SC. Brasil E-mail: saray@cds.ufsc.br
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